2. tétel. 1. Nemfémes szerkezeti anyagok: szerves ( polimer ) szervetlen ( kerámiák ) természetes, mesterséges ( műanyag )

2. tétel -

A nemfémes szerkezeti anyagok tulajdonságai, felhasználásuk. - Vasfémek és ötvözeteik, tulajdonságaik, alkalmazásuk. - A könnyűfémek fajtái és jellemzői, ötvözése, alkalmazása. - A színesfémek jellemzői, ötvözetei, felhasználási területe. - Az ötvöző és szennyező elemek hatásai.

1. Nemfémes szerkezeti anyagok:  szerves ( polimer )  szervetlen ( kerámiák )  természetes , mesterséges ( műanyag ) a.) polimerek ( szerves nemfémes szerkezeti anyagok )  óriásmolekulákból felépülő szerves eredetű anyagok  természetes eredetű polimerek / fa, rostok, bőr, gumi /  mesterséges eredetű polimerek ( műanyagok ) b.) kerámiák (nemfémes szervetlen szerkezeti anyagok )  üveg 2. Vasfémek és ötvözeteik, tulajdonságaik, alkalmazásuk: a.) tisztavas tulajdonságai:  99,99 % tisztaságú  térközepes, köbös rácsszerkezetű  T0 1576 - 1539 oC  = 7,87 kg/ dm3    

nem önthető, viszonylag lágy hegeszthető közepesen alakítható jó villamos- és hővezető

b.) ötvözetek: Kémiai neve

metalográfiai neve

vas szénoldó képessége

tulajdonságok

szilárd oldatok

-vas

γ – vas

Ferrit

0,006-0,02%

Ausztenit

0,8-2%

szinte puha, képlékenyen könnyen alakítható, szénvasnak tekinthető, mágnesezhető homogén, képlékenyen jól alakítható, kovácsolható, nem mágnesezhető

Eutektikumok perlit

0,8 %

ledeburit

4,3 %

igen szívós, kemény, nagy sziládságú kemény, képlékenyen nem alakítható, öntvényeket csinálnak belőle

fémes vegyület Fe3C Vas-karbid

cementit

Acél széntartalom szerint:

c.) acélok csoportosítása:  ötvözetlen / szénacélok / o könnyű megmunkálhatóság o nem elég szívósak

6,67 %

bonyolult szerkezet, kemény , rideg , törékeny anyag

 



ötvözött acélok o ötvözőanyagok mennyisége nagyobb, mint 5% az acél legfontosabb ötvözői: o szén:  szilárdság  edzhetőség  csökkenti az alakíthatóságot o króm:  szilárdság  keménység  hő- és korrózióállóság o wolfram:  keménység  hőállóság o nikkel:  korrózióállóság  szilárdság  jól mágnesezhető  szívósság o szilícium  szilárdság  keménység  kopásállóság  korrózióállóság Tulajdonságokat rontó anyagok: o kén o foszfor o zárványok o légbuborékok o nyersvas 0,9 – 1% S +P (kén + foszfor) , acéllal kevesebb

Alumínium és ötvözői alakíthatósága: 1. színalumínium jellemzői: o jó hő- és villamos vezetőképesség o T0 = 660o o nem mágnesezhető o Rm = 80 Mpa o könnyen alakítható o rosszul forgácsolható és önthető o feltételesen hegeszthető (védőgáz, fordított polaritás) o képlékenyen kíválóan alakítható 2. Al – ötvözetek o Durall ötvözetek (Al – Cu + egyéb ötvözők kis mennyiségben )  szilárd oldatot alkotnak  jobb forgácsolhatóság, alakíthatóság  rosszabb vill. vezetőképesség, hegeszthetőség, korrózióállóság  hőkezeléssel Rmmax = 600 Mpa  egyéb ötvözők:  Mg: pl.: repülőgép gyártás, építőipar

 Ni: motorok, motorházak, dugattyúk (jobb önthetőség) 3. Hidronálium – ötvözet ( Al – Mg ): o Rm = 300 Mpa o korrózióra hajlamos o egyéb : Mn : korrózióállóság javítása o felh.: tartályok, élelmiszeripar 4. Szilícium – ötvözetek ( Al – Si ): o Eutektikumot alkot ( 11,7% -os szilíciumnál -> jól önthető, alacsony olvadási pont ) o jól forgácsolható o jól önthető o jó a kémiai ellenálló képessége o fel.: autó, hajtó öntött alkatrészei 5. Mg és Ti ötvözetek: o Vegytiszta Mg tulajdonságai:  jó hő és elektromos vezetőképesség  hajlékony  korrodál  Rm kicsi = 150 Mpa  T0 = 690o  alk.: ötvöző, pirotechnika o Ötvözetek:  Magán: korrózióállóságot növel  Alu: szilárdságot növel  Cink: alakíthatóság, melegszilárdság  Mg – Al – Cu:  „Elektron ötvözet” , a legkönnyebb ötvözet  Szerkezeti anyagként ( lemez, cső, rúd )  + Cink: melegalakíthatóság, kovácsolhatóság, jó önthetőség (repülőgépgyártás) o Titán:  4,5 kg / dm3  T0 = 1670 oC  korrózióálló  jó ötvözők: Sn ( ón ), Cr ( króm ), V ( vanádium )  leggyakoribb ( 60% ) Ti6Al4V:  nagy szilárdság  kíváló korrózióállóság  hőállóság nagy  szívós o Nikkel:  jól alakítható  = 8,9 g / cm3  T0 = 1455 oC  korrózióállóság  szívós  jó szilárdság / tömeg arány 6. Színesfémek: réz, cink, ólom, ón, nikkel jellemzői, ötvözői: o Színréz tulajdonságai:  = 8,54 kg / dm3 

T0 = 1083 oC

      

jó vill. és hővez. képesség képlékeny, jól alakítható, jól forrasztható Rm = 70 Mpa nagyon rosszul önthető rosszul forgácsolható feltételesen hegeszthető alk:  40% villamos iparban  40% ötvözőanyag  20% fűtésrendszerek, építőipar  Ötvözetei:  sárgaréz (Cu + Sn ) / Zn max 50% / fűtés, rézvezeték, szerelvények, elektromos alkatrészek, csavarok, stb.  bronzok: o ónbronz ( Cu – Sn )  20% < Sn < 25% Harangbronz  10% < Sn < 15% Csapágybronz  6% < Sn < 10% Gépbronz  1,5% < Sn 5% Érmebronz o Al – bronz (Cu – Al )  korrózió, hő, vegyi anyagoknak ellenálló  vegyipari, kikötői berendezések ( sósvíz)  9% Al -> Rm = 300 Mpa / acél / o Siklócsapágy ötvözet: Cu – Sn – Pb  cink: o korrózióálló o lágy o savak, lúgok oldják o jól önthető o jó vezető o alk.: bevonat, ötvöző  Ón és ötvözetei:  ón: o hidegen jól alakítható o 200 oC fölött rideggé válik o jól önthető o savnak, lúgnak nem áll ellen o – 20 oC -on szétporlad o alk.: forraszanyag, siklócsapágy, bevonat, konzervdoboz  ólom: o legnagyobb sűrűségű szinesfém o jól önthető és alakítható o hegeszthető és forrasztható o savaknak ellenáll ( akku. ) o mérgező o blokkolja a röntgent o alk.: ötvöző, ólomüveg, bevonatok 3. Nem fémes szerkezeti anyagok: o Szerves:



Gumi: 



Gumi tulajdonságai

Előállítás:

Adalékanyagok: o Aktív: elősegítik a térhálósítást (pl.: kén, kaolin, korom) o öregedésgátlók o töltő – és vázanyagok o szinezőanyagok Felhasználási terület



Rugalmasság / kéntartalomtól függ/ o max 2-3 % kéntartalomig o 32% - nál ebonit: nincs rugalmasság, rideg, kemény  Nagyon kis szilárdságú -> erősítés szövetbetétekkel: textil, üvegszál, fémszál, szénszál  Víz és gáztömör  Nagy rezgéscsillapítás  Kiválló vill. szigetelőképesség

tömítőanyagok legkíválóbb elektromos szigetelés gumiabroncs, ékszíjak, szállítószalag, hevederek

hidraulikus és pneumatikus tömlők Gumirugók: gépalapokban, tengelykapcsolókban Vezetékek szigetelése, kézi szerszámok,

munkavédelmi eszközök szigetelése



Fa: Biológiai képződmény, sejtekből épül fel  életműködéshez szükséges sejtek

 rost sejtek ( szilárdság ) Tulajdonság

Felhasználás Pl.:

 Szálirányban nagy a nyomó – és szakítószilárdsága  Szálába merőlegesen jól hajlítható / gőzöléssel fokozható /  Rossz hővezető (szerszámnyelek, burkolatok )  Könnyen megmunkálható o fűrészelés o gyalulás o ragasztás o csavarozással o szegecselés  Könnyen éghető

Építőiparban, raklapok, hidak Bútoripar, hordók, stb. villamosok, vasúti kocsik burkolása, szerszámnyelek, nyílászárók bútorlapok, rétegelt lemezek, faforgács lemez

felh.: fűtőanyag, brikett







Tartósítás: o Védőbevonatok (festékek, lakkok) o Gőzölés ( 110 oC – on, élősködők elpusztítása ) o A fa szerkezetébe mérgező anyagokat juttatnak Fafajták: o puhafa:  fenyő  parafa o keményfa:  akác  bükk  tölgy

Bőr: 

Alapanyag: o Nyers állati bőr (iparban általában marha és bivaly) o Tartósítás: sózás vagy szárítás o Cserzés: további tartósítás o Kikészítés / a hátrész az legértékesebb /

Tulajdonság

Felhasználás

 Nagy húzószilárdság, hajlékony  Kopásálló, jó légáteresztő képesség, rossz hővezetés  Nehezen gyullad, rossz hővezetés





gépszíj, laposszíjak bútorok, űlésbőrök védőruhák pl.: hegesztő felszerelés

Szigetelőanyagok:  Villamos szigetelők: o Feladata: Vezetőanyagok elszigetelése az egyéb szerkezeti anyagoktól és egymástól o Halmazállapot szerint  légnemű:  levegő, hidrogén  por és egyéb szilárd szennyezők rontják a szigetelőképességet  páratartalom: csökkenti az átütitési szilárdságot  folyékony:  szigetelőolajok: nedvesség és oxigén rontja az átütési szilárdságot  szilárd:  igen nagy, de mérhető ellenállásuk van  pl.: gumi, műanyag, üveg, porcelán, csillám, azbeszt, papír, gyanták, stb. Üveg: Fő alapanyaga szilícium – dioxid, olvasztással állítják elő (1300 o –on)  Előállítási technikák: o fúrás







o préselés o húzás o hengerlés  Tulajdonságai: o amorf szerkezetű o nincs olvadáspontja o jó villamos szigetelő o fényáteresztő o szinezhető  Felhasználási területei: o szigetelő testek o optikai kábelek o vezeték szigetelés o nyílászárók o háztartás stb. Hangszigetelő anyagok:  Feladata: o Terjedő hang csökkentése o a hanszigeteléssel védett helyen küszöbérték alatt legyen a hang intenzitása  Hang fajtái: o léghang: Ezek ellen szendvics szerkezetű falakkal védekezünk (rugalmas és merev rétegek) o rezgéshang  Hangnyelők fajtái: o porózus szerkezetű ( surlódás útján emészti el a hangokat ) o rugalmas lemezek ( rezgéseik révén elnyelik a hangokat )  Hanszigetelő anyagok: parafa, gumi, nemez, filc, üveggyapot, üreges szerkezetű tégla, hungarocel, purhab Hőszigetelő anyagok:  Célja: Két különböző hőmérsékletű tér között a hőátadást megakadályozza.  Anyagok: o salakgyapot o üveggyapot o kovaföld  Alk.: o hűtőszekrények o melegvíztároló o bojler o fűtőcsövek Kenőanyagok:  Feladata: Megakadályozza az egymáson elcsúszó vagy gördülő felületek közvetlen érintkezését.  Eredetük szerint: o ásványi olaj o növényi olaj o állati olaj  Halmazállapot szerint: o Kenőolaj ( óriásmolekulákból, térhálós szerk. )

o Kenőzsír ( sűrűbb, kenőolaj + fémszappanok oldata ) o Szilárd kenőanyagok ( grafit, talkum ) 

Textíliák:  Textilipar nyersanygai: vékony, hajlékony, megf. szilárdságú szálas anyagok  Természetes szálas anyagok: o Növényi eredetű  len  kender  juta  pamut o Rostjai cellulózból épűlnek fel o lúgoknak ellenáll, savak és oxidáló szerek roncsolják o állati eredetű:  gyapjú  hernyóselyem o lúgokra érzékenyek, oxidálószerek károsítják o savaknak ellenáll o fehérjéből épülnek fel o Ásványi eredetű: tiltott a használata  azbeszt o Mesterséges szálas anyagok: Felülmúlják a természetes anyagokat, különösen a szilárdság tekintetében. Különféle műszálakkal találkozhatunk:  perlon  merlon  nylon Felh.:  háztartás ( szúnyogháló, sziták )  ruhaipar  műszaki terület ( munka – és védőruházat, védőfüggöny, szitaszövetek, kötelek, zsinegek, villamos szigetelőanyagok, kompozitok ) o Kompozitok:  szemcsékből összetett  szálerősítéses anyagok  rétegelt o Feldolgozás: